变电站10kV系统中性点接地方式的技术对比

李泽宏

摘 要：变电站10kV系统中性点接地方式主要有中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地两种方式。经分析对比这两种接地方式的选取原则、运行特性、适用范围以及优缺点，综合考虑供电可靠性及人身安全等因素，得出在东莞地区10kV系统中采用中性点经小电阻接地具有更高的可行性和优越性。

关键词：10kV系统；中性点接地方式；消弧线圈；接地电阻

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）14-0182-01

1 绪论

变电站10kV系统在供电网络中非常重要，具有供电范围广、用户多、影响大的特点。而10kV系统的中性点接地方式与供电可靠性、过电压与继电保护等密切相关，对系统可靠、稳定运行，保障人身以及设备安全起到举足轻重的作用。目前，在东莞地区10kV系统中性点接地方式主要包括经消弧线圈接地和经小电阻接地两种方式。现对这两种接地方式的运行特性、适用范围以及优缺点进行分析和对比。

2 10kV系统中性点运行方式的选取原则

依据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB50064-2014），中性点接地方式的划分原则如下[1]：

（1）35kV系统和不直接连接发电机的10kV系统，当单相接地故障电容电流大于10A时，又需要在接地故障条件下运行时，应采用中性点经消弧线圈接地方式。（2）6kV～35kV主要由电缆线路构成的配电系统，当单相接地故障电容电流较大时，可采用中性点低电阻接地方式。该方式下系统发生单相接地故障时瞬时跳闸，应考虑供电可靠性要求。

3 10kV系统中性点接地方式的技术对比

3.1 中性点经消弧线圈接地方式

3.1.1 运行特性

中性点经消弧线圈接地时，其单相接地故障电流仅为补偿后的残余电流，使电弧不能维持而自动熄灭，起到抑制电弧重燃作用。中性点经消弧线圈系统发生单相接地故障，不计系统自身阻抗，则系统的零序等值电路如图1所示。

则故障点的接地电流：

（1）

（2）

其中，--發生单相接地故障时接地点零序电压；L--消弧线圈的电感值；C--线路单相等值电容之和；--经过消弧线圈的零序电流；--经过电容的零序电流；--经消弧线圈补偿后由接地点流回的残余电流。

由式2知，由于消弧线圈的补偿作用，使得故障处的接地电流减小，当残余电流过零时，接地电弧较易熄灭。

3.1.2 适用范围

中性点消弧线圈接地方式广泛应用于10kV系统。当单相接地电容电流超过了允许值10A时，可用中性点经消弧线圈接地的方法来解决。

其主要优点：（1）发生单相接地故障时，消弧线圈产生的感性电流补偿电网产生的容性电流，可以使故障点电流接近于零，一般允许线路带故障运行2h，增强了供电可靠性。（2）瞬时故障不易发展成相间短路。（3）跨步电压、接触电势小，故障电流小。（4）供电局可及时告知用户做好停电准备，运维人员有相对充裕的时间查找线路故障点。

主要缺点：（1）容易发生谐振过电压问题。（2）对线路及设备绝缘水平要求较高。（3）经消弧线圈补偿单相接地故障电流后，接地选线装置选线准确率不高。（4）单相接地故障点附近如有人员接触或经过，易发生人身伤害或死亡风险。（5）当系统发生接地时，由于接地点残流很小，且根据规程要求消弧线圈必须处于过补偿状态，接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同，故零序过流、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路。

3.2 中性点经小电阻接地方式

3.2.1 运行特性

中性点经小电阻接地时，电阻值一般在20Ω以下，单相接地故障电流控制在400A～1000A。线路发生单相接地故障立即跳闸[2]。

3.2.2 适用范围

中性点小电阻接地方式广泛应用于10kV系统。当线路以电缆为主且电容电流较大时，可用小电阻接地的方式来解决。

其主要优点：（1）限制过电压水平。系统单相接地时，健全相电压升高持续时间短，可降低单相接地各种过电压（如工频、PT谐振等），对设备安全有利。（2）快速查出并隔离接地故障线路，可减小接地故障时间，防止事故扩大。使一些瞬间故障不致发展成为绝缘损坏事故，特别是在同沟敷设紧凑布置的电缆发生故障时能降低对邻近电缆的影响。（3）发生人身高压触电时，切断电源有利于保护触电者的人身安全。（4）对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择。（5）接地时，由于流过故障线路的电流较大，零序过流保护有较好的灵敏度，比较容易检查接地线路。但零序保护有一定的整定值，在发生高阻接地的情况下，有可能因达不到保护动作值而不动作。（6）除保护测控装置外，无增加控制元件，原理简单，运维简单，出现异常情况判断处理迅速，无须依赖接地装置的厂家技术支持。

主要缺点：（1）当发生单相接地故障时，无论是永久性的还是非永久性的，均作用与跳闸，使线路的跳闸次数大大增加，使供电可靠性下降。（2）当一次设备故障不能及时切除时，将引起接地变后备保护动作会扩大设备跳闸范围。（3）接地电流大，引起的地电位升高达数千伏，超过安全值。

4 结语

通过对上述两种10kV中性点接地方式的技术分析和对比，结合东莞城市化率的不断提高，东莞地区变电站10kV出线大多采用电缆，并形成以电缆线路为主的配电网，相应的电容电流越来越大。随着小电阻接地方式在配网管理水平不断提高、人身安全越来重要的情况下具有较大优势，所以小电阻接地方式应作为东莞地区变电站10kV中性点接地方式的首选。

参考文献

[1]GB50064-2014.交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范[S].

[2]李阳.变电站10kV电网的中性点接地方式分析[J].辽宁广播电视技术，2015（1）：3-4.